21世纪遥感与GIS的发展
地理信息系统(GIS)发展现状及展望
地理信息系统（GIS）发展现状及展望【摘要】地理信息系统（GIS）是一种集成了地理、空间、统计、计算机等多学科知识的信息系统，旨在处理和分析地理空间数据。
本文从GIS发展历程、应用领域扩展、技术创新与发展、数据挖掘与GIS的融合、云计算与GIS的结合等方面进行了探讨。
随着技术的不断发展，GIS在未来将朝着智能化、智能化方向发展，为社会、经济和环境可持续发展提供更多支持。
GIS在未来的挑战主要来自数据安全、隐私保护、多源数据融合等方面。
未来需要加强技术研究和人才培养，以推动GIS技术在更广泛领域的应用和发展，为社会经济的进步和可持续发展做出更大的贡献。
【关键词】地理信息系统（GIS）、发展现状、展望、发展历程、应用领域、技术创新、数据挖掘、云计算、未来发展趋势、社会经济发展、贡献、挑战。
1. 引言1.1 地理信息系统（GIS）发展现状及展望随着技术的不断创新，GIS在数据挖掘、人工智能等方面得到了广泛应用。
数据挖掘与GIS的融合使得GIS系统能够更好地发挥数据分析和预测的功能，为不同领域的决策提供了重要支持。
云计算技术的发展也为GIS带来了新的发展机遇，云GIS使得数据的存储和共享更加便捷，为用户提供了更高效、更智能的服务。
2. 正文2.1 GIS发展历程GIS发展历程可以追溯到20世纪60年代，当时美国制定了最早的地理信息系统发展计划。
随着计算机技术的不断进步，GIS在70年代开始被广泛使用。
到了80年代，GIS的概念逐渐被接受并应用于地理学、城市规划、农业、资源管理等领域。
在90年代，随着互联网的兴起，GIS开始向更广泛的用户群体推广，成为地理信息处理和空间分析的重要工具。
进入21世纪，GIS的发展趋势更加明显。
随着移动互联网的普及，地理位置信息的重要性日益凸显。
GIS开始从专业领域向普通大众渗透，成为人们生活中不可或缺的一部分。
GIS技术也在不断创新，如3D地图、实时定位、遥感技术等的引入，使得GIS应用更加智能化、精细化。
GIS的主要研究领域与发展趋势
GIS的主要研究领域与发展趋势GIS（地理信息系统）是一种将地理空间数据与属性数据相结合的计算机技术，用于收集、管理、分析和展示地理信息的工具。
随着技术的不断发展，GIS的研究领域也在不断扩展，并呈现出一些明显的发展趋势。
1.空间数据处理与管理：这是GIS的基础研究领域，包括空间数据的采集、存储、整理和更新等。
随着遥感技术和全球导航卫星系统的发展，空间数据的获取和处理能力不断增强，对于大规模、多维、高分辨率数据的处理和管理成为研究的重点。
2.空间分析与模型：空间分析是GIS的核心功能之一，包括空间关系分析、空间模式分析、空间插值分析等。
这些分析方法可以帮助研究人员在地理空间中找到隐藏的关联性和规律，并构建空间模型进行预测和决策支持。
3.空间数据挖掘与可视化：空间数据挖掘是对空间数据进行深入挖掘和发现的过程，它包括空间聚类、时空模式挖掘、地理关联规则挖掘等。
可视化则是将空间数据以图形、动画等方式直观地展示出来，帮助用户更好地理解和使用地理信息。
4.空间数据质量与精度：空间数据的质量对于GIS应用的准确性和可靠性至关重要。
研究者致力于开发出新的方法和技术，提高数据的精度、一致性和完整性，以确保GIS分析结果的正确性和可信度。
5.GIS与网络空间：随着互联网的普及和发展，GIS与网络空间的结合成为研究的新方向。
这包括基于云计算的GIS服务、互联网GIS应用、移动GIS等，旨在提高GIS系统的可访问性、可扩展性和共享性。
GIS的发展趋势如下：2.面向大数据的GIS技术：随着大数据时代的来临，GIS也面临着应对大规模、多维度、高速度数据处理的挑战。
研究者正在探索新的算法和技术，以推动GIS在大数据环境下的应用和发展。
3.移动GIS的普及与应用：移动设备的普及和发展为移动GIS的应用提供了巨大的机会。
研究者正在致力于开发移动GIS应用软件和技术，使用户可以实时获取和使用地理信息。
4.基于云计算的GIS服务：云计算技术的发展为GIS的服务模式提供了新的空间。
浅谈21世纪遥感对地观测技术的前沿发展
浅谈21世纪遥感对地观测技术的前沿发展1概述对地观测,即对地球观测(earth observing)。
它作为一个专有名词,起源于20世纪80年代中期美国空间站对地观测系统(EOS)。
对地观测技术是现代遥感技术发展的重要标志,它可追溯到20世纪60年代的初期刚刚出现的人造地球卫星。
当时一般都将它称为地球资源和环境的遥感技术[1]。
现在对地观测新技术主要指-0星通信技术、空间定位技术、遥感技术和地理信息系统技术,这些技术的集成将有可能使人类源源不断、快速地获取地球表面随时间变化地几何和物理信息,了解地球上各种现象及其变化,从而指导人类来合理地利用和开发资源,有效地保护和改善环境,积极地防治和抵御各种自然灾害,不断地改善人类生存和生活的环境质量,以送劐经济腾飞和社会可持续发展的双重目的[2]。
在漫长的历史长河中,地球的环境一直都在不断变化。
现在由于人类的破坏,地球正经历着全球性和灾难性的变化:如全球变暖,臭氧层损耗,酸雨的形成,生物量的减少等。
因此,人类需要不断的探索地球的奥秘和规律r深入地认识和研究地球的各种问题[33;需要把地球信息以多维、多尺度、多时相、多层面的形式表现出来。
卫星的诞生,使遥感对地观测技术为人类掌握地球科学知识创造了良好的条件;丽世界范圈内,可持续发展和数字地球战略的提出i对高分辨率卫星遥感对地观测技术提出了迫切的需求,同时也为它的发展提供了腾飞的平台和新的生长点。
2“3S'’的集成我们知道,数字地球的核心是地球空间信息科学,而地球空间信息科学的技术体系中,最基础和最基本的技术核心是“3S”技术及其集成。
所谓“3S”集成是指空间定位系统(GPS)、遥感(RS)和地理信息系统(GIS)三种对地观测技术及其它相关技术有机地集成在一起。
这里所说的集成,是英文Integration的中译文,是指一种有机地结合,在线地连接、实时的处理和系统的整体性。
在这种集成应用中:GPS主要被用于实时、快速地提供目标,包括各类传感器和运载平台地空间位置;Rs用于实时或准实时地提供目标及其环境的语义或非语义信息,发现地球表面上的各种变化,及时地对GIS进行数据更新;GIS则是对多种来源地时空信息进行综合处理、集成管理、动态存取,作为新地集成系统地基础平台,并为智能化数据采集提供地学知识.“3S"集成的方式可以在不同技术水平上实现,包括空基“3S'’的集成和地基“3S”的集成。
dsa的发展过程
DSA的发展过程一、引言数字表面模型（Digital Surface Model，简称DSM）是地理信息系统（GIS）和遥感（Remote Sensing）领域的重要基础数据。
它是以数字形式表示地球表面的地形、建筑物、植被等地物特征的模型。
随着技术的发展，DSM的应用领域越来越广泛，其在城市规划、土地调查、灾害监测、军事侦察等领域中都发挥着重要的作用。
本文将对DSM的发展历程进行深入探讨，并展望其未来的发展趋势。
二、DSA的起源与理论基础DSM的起源可以追溯到20世纪80年代，当时地理信息系统和遥感技术开始得到广泛应用。
在早期，DSM主要是通过手动测量和地图数字化等方式获取，其精度和覆盖范围都有限。
随着技术的发展，特别是卫星遥感技术的进步，DSM 的获取方式得到了极大的拓展。
利用卫星遥感影像，通过计算机图像处理技术，可以快速获取大范围、高精度的DSM数据。
在理论方面，DSM的发展与数字摄影测量、计算机视觉和遥感等学科领域的发展紧密相关。
数字摄影测量技术为DSM的获取提供了重要的手段，计算机视觉和图像处理技术为DSM的自动化处理提供了支持，而遥感技术则使得DSM的获取更加快速和便捷。
三、DSA的发展历程1.初步探索阶段：在20世纪80年代到90年代初，DSM的获取主要依靠传统的摄影测量技术，数字化程度较低，精度和效率都有待提高。
这个阶段的主要挑战是如何将传统的摄影测量技术与计算机技术相结合，实现DSM的自动化获取和处理。
2.技术突破阶段：在20世纪90年代中期到末期，随着卫星遥感和计算机图像处理技术的快速发展，DSM的获取和处理技术取得了重大突破。
这个阶段的主要成就是如何利用卫星遥感影像获取大范围、高精度的DSM数据，以及如何实现DSM的自动化处理和更新。
3.广泛应用阶段：进入21世纪以来，DSM的应用领域得到了极大的拓展。
除了传统的城市规划、土地调查等领域外，DSM还在环境监测、灾害评估、军事侦察等领域中得到了广泛应用。
遥感技术在地理信息系统中的应用与发展
遥感技术在地理信息系统中的应用与发展在当今科技飞速发展的时代，遥感技术作为一种强大的工具，在地理信息系统（GIS）中发挥着日益重要的作用。
遥感技术能够从远距离获取地球表面的各种信息，为地理信息系统提供了丰富的数据来源，极大地拓展了我们对地球的认知和理解能力。
遥感技术的原理是通过传感器接收来自地表物体反射或发射的电磁波，然后对这些信号进行处理和分析，从而获取关于地表物体的特征和信息。
这些信息包括地形地貌、土地利用、植被覆盖、水体分布等。
在地理信息系统中，遥感技术的应用十分广泛。
首先，在土地利用和土地覆盖监测方面，遥感技术可以快速、准确地获取大面积土地的利用类型和覆盖情况。
例如，通过不同时期的遥感影像对比，可以清晰地看到城市扩张、农田变化以及森林砍伐等现象，为土地资源的合理规划和管理提供了重要依据。
其次，在自然资源调查中，遥感技术也发挥着关键作用。
对于矿产资源的勘探，遥感可以帮助识别与矿产有关的地质构造和岩石类型；在水资源管理方面，能够监测水体的分布、水质状况以及水流量的变化。
此外，遥感还可以用于森林资源的清查，包括森林面积、树种分布以及森林健康状况的评估。
再者，遥感技术在环境监测中也具有不可替代的优势。
它可以实时监测大气污染、水污染、土壤污染等情况，为环境保护部门制定相应的治理措施提供科学依据。
比如，通过对遥感影像中大气气溶胶的分析，可以了解大气污染的程度和分布范围；对水体中叶绿素含量的监测，可以评估水体的富营养化程度。
在城市规划和管理方面，遥感技术同样大有用武之地。
它可以为城市规划者提供城市的地形、建筑物分布、交通网络等详细信息，帮助规划者进行合理的城市布局和基础设施建设。
同时，通过对城市热岛效应的监测，能够为改善城市生态环境提供决策支持。
随着技术的不断进步，遥感技术在地理信息系统中的应用也在不断深化和拓展。
一方面，遥感传感器的精度和分辨率不断提高，使得获取的信息更加准确和详细。
高分辨率遥感影像甚至可以清晰地分辨出建筑物的细节和道路上的车辆。
地理信息系统（GIS）与遥感（RS）的区别与联系
地理信息系统(GIS)与遥感(RS)的区别与联系内容提要：本文介绍了地理信息系统(GIS)与遥感(RS)的区别与联系。
关键词：GIS、RS、区别、联系引言：地理信息系统作为一种新的科学已经逐渐被人们重视起来。
人们发现在短短的几十年中，它所带来的经济价值十分可观。
它涉及的领域很多，在不久的将来各行各业也许都要利用这一专业的的强大功能。
它在遥感中的初步应用已经让我们吃惊，希望随着时代的发展，它会给我们的遥感产业带来伟大的改革。
一、地理信息系统(GIS)的概念地理信息系统（GIS）或称为地学信息系统、资源与环境信息系统。
它是在计算机软硬件、软件系统的支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述以及辅助决策的技术系统。
地理信息系统处理、管理的对象是多种地理空间实体数据及其关系，包括空间定位数据、图形数据、遥感图像数据、数据数据等，用于分析和处理在一定地理区域内分布的各种现象和过程，解决复杂的规划、决策和管理问题。
二、遥感(RS)的概念遥感的科学定义就是从远处采集信息，即不直接接触物体，从远处通过探测仪器接收来自目标地物的电磁波信息，经过对信息的处理，识别地物。
而广义遥感是泛指一切无接触的远距离探测。
三、GIS与R S的联系和区别地理信息系统和遥感是两个相互独立发展起来的技术领域，但它们存在着密切的关系，一方面，遥感信息是地理信息系统中重要的信息源；另一方面，遥感调查中需要利用地理信息系统中的辅助数据（包括各种地图、地面实测数据、统计资料等）来改善遥感数据的分类精度和制图精度。
GIS 是地理学、测量学、地图学、遥感等与计算机科学相结合发展起来的一门新的边缘学科。
在这些相关学科、技术中，测量和遥感主要从数据源的角度为GIS 服务，而地理学和地图学是GIS 应用所关注的主要领域。
早期的GIS 系统主要以地图制图为目标，地理分析功能极为简单，更接近一个机助地图制图系统。
计算机地理信息系统与遥感技术
计算机地理信息系统与遥感技术随着科技的不断发展，计算机地理信息系统（GIS）和遥感技术在地理学、环境科学、城市规划等多个领域扮演着越来越重要的角色。
本文将介绍计算机地理信息系统与遥感技术的基本概念、应用领域以及未来发展趋势。
一、计算机地理信息系统计算机地理信息系统是利用计算机技术存储、处理、分析、显示地理空间数据的一种系统。
它将地理信息进行数字化处理，实现了空间数据的可视化、可分析，为人们的决策提供了重要的支持。
计算机地理信息系统主要包括硬件、软件、数据和人员组成，其中软件是GIS系统的核心，可以进行地图叠加、空间分析、地理编码等功能。
计算机地理信息系统在土地利用规划、资源管理、生态环境监测等方面有着广泛的应用。
例如，政府部门可以利用GIS系统进行城市规划，企业可以通过GIS系统实现市场分析，研究人员可以利用GIS系统进行自然灾害监测和预测。
二、遥感技术遥感技术是通过卫星、飞机等远距离传感器获取地球表面的信息，并进行处理和分析的一种技术。
遥感技术可以获取大范围的地理信息，实现对地表物体的高精度监测和勘测，为GIS系统提供了重要的数据来源。
遥感技术在环境监测、农业生产、城市规划等领域都有着重要的应用。
例如，通过遥感技术可以监测森林覆盖率的变化、农田的土地利用情况、城市的扩张速度等信息，为相关部门提供科学的数据支持。
三、计算机地理信息系统与遥感技术的结合计算机地理信息系统与遥感技术的结合是当前地理信息领域的重要发展趋势。
通过将遥感技术获取的地表信息输入到GIS系统中，可以实现对地理空间数据的深度分析和综合利用，为用户提供更精确、更全面的信息服务。
计算机地理信息系统和遥感技术的结合应用广泛，包括环境监测、资源管理、城市规划、灾害监测等多个领域。
例如，在环境监测方面，可以通过遥感技术获取污染源的位置和范围，并利用GIS系统分析其影响范围，为政府部门的决策提供科学依据。
四、未来发展趋势随着科技的不断进步，计算机地理信息系统和遥感技术也在不断发展完善。
测绘技术中的遥感与GIS技术介绍
测绘技术中的遥感与GIS技术介绍遥感与GIS技术是现代测绘技术中不可或缺的重要组成部分。
通过遥感技术，我们可以从遥远的空间获取地球表面的图像和数据，而GIS技术则可以对这些数据进行分析、处理和展示。
这两种技术的结合，为测绘工作提供了更加精确、高效和全面的手段。
本文将对遥感与GIS技术进行介绍和探讨。
一、遥感技术的基本原理与应用遥感技术是指通过卫星、飞机等遥远距离的传感器获取地球表面信息的一种方法。
遥感技术的基本原理是利用电磁波与地物之间相互作用的规律，通过接收、记录、分析和解释地球表面反射、辐射和散射的电磁辐射能量，获取关于地物的信息。
遥感技术可以应用于地质勘探、环境监测、城市规划等领域，为决策者提供准确、及时的空间数据。
二、GIS技术的基本原理与应用GIS（Geographic Information System）即地理信息系统，是一种基于计算机软硬件平台，以地理空间数据和属性数据为基础，进行集成、存储、查询、分析等一系列处理的技术和系统。
GIS技术的基本原理是将地理空间数据与属性信息进行关联，通过空间分析、空间数据查询和空间数据挖掘等功能，实现对地理空间数据的整合和处理。
GIS技术可以应用于土地利用规划、交通规划、资源管理等领域，为决策者提供地理数据的支持。
三、遥感与GIS技术的结合与优势遥感与GIS技术的结合可以发挥双方的优势，实现数据的获取、处理和展示的全过程。
遥感技术通过获取高分辨率的地表图像和数据，为GIS技术提供了优质的数据源。
而GIS技术则通过对遥感数据的分析、查询和可视化，实现对数据的深入理解和广泛应用。
遥感与GIS技术的结合可以为测绘工作带来以下优势：1. 空间信息的精确性：遥感技术可以获取高分辨率的地表图像和数据，可以精确地描述地物的几何形状和空间位置。
GIS技术可以将遥感数据与其他地理数据进行关联，实现对地物属性和空间关系的精确描述。
2. 数据的多样性：遥感技术可以获取多维度、多时相的地表信息，如光谱信息、温度信息和高度信息等。
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• 平台与观测技术的发展 ü 从单一传感器、单一平台、单一观 测技术→多传感器、多平台、多角
度，三高（高分辨率、高光谱、高
时相）方向发展；
ü 民用空间分辨率可高达0.62m，军用 的高达10cm；
ü 光谱分辨率可达nm级； ü 小卫星群的重访周期为1－3天； ü 机载、星载SAR卫星日益普及，提供
一、遥感技术的主要发展趋势
P 20世纪地球科学进步的一个突出标志是人类能 够脱离地球而从太空观测地球，对地观测技术 是国际上太空竞争的重要热点之一
P 遥感技术从上世纪60年代提出至今，经历了40 年的发展后，已成为一门集空间科学技术、通 信技术、计算机技术等技术以及跨地球科学、 电子科学、物理学等学科的新兴科学与技术
21世纪遥感与GIS的发展
报告内容
一、遥感技术的主要发展趋势
• 概念的发展 • 平台与观测技术的发展 • 定位技术的发展 • 处理技术的发展 • 应用领域的发展 • 基础理论的发展
二、GIS技术的主要发展趋势
• 概念的发展 • 基础数据结构的发展 • 表达技术的发展 • 处理技术的发展 • 网络GIS、联邦数据库和互操作的发展 • 基础理论的发展
互操作GIS特点
■ 空间数据互操作
系统之间可自由交换空间对象及其它的空间信息， 能够透明地访问分布式异质环境下的空间数据库。
■ GIS软件功能互操作
互操作GIS应能够像计算机换零件一样替换软件功 能模块，
■ 协同工作
GIS系统的“零件”要能够协同工作。
• 理论基础的发展 ü GIS从技术到科学突出的标志是其理 论框架的发展，可望在不久的将来形
成地球空间信息学的理论框架；
ü 现阶段可以从七个方面进行地球空间 信息学的理论研究：
1. 基准问题研究； 2. 信息标准研究； 3. 时空变化研究； 4. 空间信息认知研究； 5. 空间信息不确定性研究； 6. 定量化反演研究； 7. 空间信息可视化和表达研究。
结束语
• 遥感将走向全定量化、自动化、实时化； • GIS将走向网络化、大众化； • 地理信息产业将成为服务业； • 遥感和GIS将形成自己的科学和技术体系。
空间数据互操作基本模式
• 空间数据移植集成 • 联邦数据库 • 接口方法
互操作GIS
互操作GIS是指在计算机网络环境 下，遵循一个公共的接口标准，能够 实现空间数据和数据处理功能共享和 相互操作的GIS系统。互操作GIS系统 之间能够自由交换彼此数据库中的信 息，并且不同系统的软件功能模块能 够协同处理这些信息。
谢谢大家
P 整个现代遥感技术体系可见下图： …………………………
• 概念的发展 ü 摄影测量（photogrammetry，150年 前）→遥感（remote sensing，40 年前）→ 摄影测量与遥感（remote sensing & photogrammetry，20年 前） →遥感科学与技术（remote sensing science and technology， 当代） ü 狭义地，遥感科学与技术属于对地 观测（Earth observation）体系的 组成部分
和无缝影像库的发展；
ü 空间数据挖掘用于遥感图象解译．
• 遥感基础理论的发展 ü 传统的遥感数据分析以目视解译的 定性分析为主，获得观测目标的物 理特性； ü 需要从影像的几何与物理方程出发， 开展全定量化遥感反演； ü 为此，需研究成象机理、地物波谱 特性、各大气层和气溶胶对电磁波 谱的吸收和散射特征、不同地物对 电磁波的吸收、发射和散射特征等； ü 遥感正经历着由定性→定量的发展。
• 处理技术的发展
ü 从影像中提取地物目标，解决其属性和 语义（what)是遥感的另一个重要任务；
ü 目标识别从传统的目视判读到目前常用 的人机交互判读，正在向自动化和智能
化方向发展；
ü 影像识别和分类不再限于统计分类，基 于结构和纹理的分析方法正被引入；
ü 影像融合技术、数据压缩技术继续成熟； ü 大规模影像库的建设带来影像检索技术
全天候、全天时的观测能力。
• 定位技术的发展（ｗｈｅｒｅ）
ü 目标定位是遥感技术需要解决的根 本任务之一，传统的定位技术需大 量ＧＣＰ和精确配准；
ü 利用DGPS与INS惯导系统，可以获得 航空航天影像传感器的位置与姿态， 实现定点摄影和无地面控制的高精 度对地观测和三维重建；
ü 将DGPS、INS和LIDAR集成，可实现 无地面控制的实时三维测量；
• 定位技术的发展（无地面控制）
ü Ｑｕｉｃｋｂｉｒｄ： 利用三轴稳定装置，星相仪，GPS等辅
助下，无地面控制点的定位精度：17~23 米
ü ＤＯＲＩＳ：法国在全球设54个站点（ 中国设在南京紫金山天文台），利用 Doppler频移以精确解求卫星的空间坐标， 对Topes/Poseidon卫星的高度测量，精 度达3cm，对SPOT－5直接进行无地面控 制的正射影像制作，精度可以达到15m， 的发展 ü 空间分析技术是GIS理论研究的核心 问题之一，数据挖掘和知识发现、数 据融合等新理论和新方法不断引入； ü 从GIS数据库从挖掘知识以支持遥感 图像解译，是遥感图像自动解译的反 向之一。但空间数据挖掘的一系列问 题仍出于理论研究阶段； ü 从各异质、异源GIS数据库中获取数 据以作决策分析，是空间数据融合主 要研究内容之一，和数据挖掘一样， 尚处于理论研究阶段。
• 网络GIS、联邦数据库和互操作的发展 ü 随着计算机网络技术的发展，GIS已 成为网络上的分布式异构系统； ü 不同组织、不同部门维护和使用的数 据库既相互独立又相互联系，促使联 邦数据库和互操作的迅速发展； ü 互操作意味着不同数据库中数据的直 接共享、GIS功能的共享以及网络上 不同GIS站点之间的协同工作； ü 目前兴起的LBS和MLS，基于位置的服 务和移动定位服务突出反映了这种发 展。
• 表达技术的发展 ü 传统的静态、二维数据表达向多比 例尺、多尺度、动态多维和实时三 维可视化方向发展； ü 真四维时空GIS是目前GIS理论的研 究热点之一； ü 基于金字塔的多比例尺空间数据库， 在不同尺度上实时显示空间数据是 目前的主要空间数据表达方法； ü 基于多库一体化的3D可视化技术发 展迅速。